CN109809769A - 一种增粘型高强透水特细砂混凝土 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增粘型高强透水特细砂混凝土及其制备方法，所述高强透水特细砂混凝土组成成分及单方用量配比kg/m³如下：水泥350～442、拌合水88～140、粗骨料1450～1500、特细砂140～190、外加剂3.2～4.3、微硅粉20～28、粉煤灰60～80、增强剂2～5.5，配制成的透水混凝土坍落度为60±20mm，7d的平均抗压强度为30MPa，28d平均抗压强度为42MPa，透水混凝土孔隙率为12％～15％，透水系数为1.8～2.5mm/s。本发明制备的高强透水特细砂混凝土拥有较高的抗压强度和透水系数，具有改善城市地下水资源，调节城市气候和城市生态环境的优点，施工操作简单，能够满足道路建设的需要。

Description

一种增粘型高强透水特细砂混凝土

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种增粘型高强透水特细砂混凝土及其制备方法。

背景技术

随着我国城市化进程的加速，城市生态和环境问题日益突出，密实型路面带来诸多负面影响，雨水无法通过地面下渗，城市地下水不能及时补充，导致地下水位下降，城市植物生态状况恶化。同时城市失去雨水调节能力，如暴雨后城市内涝、“热岛效应”等，城市看海的场景在我国频繁发生。与传统密实型路面相比，透水混凝土内部具有连续的孔隙，既有一定的强度，又具有透水、透气、调节地表温度、吸收噪音、消除地面反光等特点。可有效减小雨天路面地表径流，排出路面积水，缓解城市内涝，同时下渗雨水可补充地下水，有利于城市的生态水循环，是海绵城市建设首选路面材料。

透水型路面也可以在雨天过滤地表有毒有害物质，清洁雨水，减轻地面污染物对地下水的污染。我国对透水混凝土的研究起步较晚，主要应用于公园、居民区道路、人行道、广场、停车场等路面结构中，抗压强度普遍在C25以下，在普通机动车甚至货车的路面工程应用中还很少，限制了海绵城市的建设与发展。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种增粘型高强透水特细砂混凝土，本发明能够提高透水混凝土的抗压强度和粘度提高透水混凝土的施工可操作性。此外，本发明还要提供一种高强透水特细砂混凝土的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种增粘型高强透水特细砂混凝土，该高强透水特细砂混凝土中的组成成分及单方用量配比kg/m³如下：

水泥350～442，所述水泥为P.O 52.5普通硅酸盐水泥，28d胶砂抗压强度≥56MPa，标准稠度用水≤27％，初凝时间≥135min，终凝时间≤221min，比表面积≤380m²/kg；

拌合水88～140；

粗骨料1450～1500，所述粗骨料粒径为5～10mm连续级配的玄武岩，堆积密度等级为1370kg/m³～1380kg/m³，紧密堆积密度等级为1470kg/m³～1490kg/m³，表观密度等级为2600kg/m³～2650kg/m³，紧密堆积空隙率等级为40％～45％；

特细砂140～190，所述特细砂的细度模数等级为0.9～1.2，堆积密度等级为1350kg/m³～1380kg/m³，紧密堆积密度等级为1600kg/m³～1700kg/m³，表观密度等级为2400kg/m³～2500kg/m³，紧密堆积空隙率等级为26％～35％；

外加剂3.2～4.3，所述外加剂为SCG-sunflower 803聚羧酸系高性能减水剂，减水率为15％～20％，3小时泌水率≤5％；

微硅粉20～28，所述微硅粉需水量比≥125％，比表面积≥15m²/g，7d快速法测试的活性指数≥105％；

粉煤灰60～80，所述粉煤灰为F类粉煤灰；

增强剂2～5.5，所述增强剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物乳胶溶液；

配制成的透水特细砂混凝土坍落度为60±20mm，7d的平均抗压强度为30MPa，28d平均抗压强度为42MPa，透水混凝土孔隙率为12％～15％，透水系数为1.8～2.5mm/s。

作为优选的技术方案，所述高强透水特细砂混凝土中的组成分及单方用量配比kg/m³如下：水泥442、拌合水132、粗骨料1500、特细砂190、外加剂4.3、微硅粉28、粉煤灰80、增强剂2。

作为优选的技术方案，所述高强透水特细砂混凝土的水灰比为0.20～0.27。

作为优选的技术方案，所述高强透水特细砂混凝土中微硅粉与水泥的质量比为0.057～0.063。

作为优选的技术方案，所述高强透水特细砂混凝土中粉煤灰与水泥的质量比为0.10～0.20。

作为优选的技术方案，所述高强透水特细砂混凝土中特细砂与粗骨料的质量比为0.09～0.20。

作为优选的技术方案，所述高强透水特细砂混凝土使用粘度计测量粘度值为250～300°。

本发明的第二方面，提供一种高强透水特细砂混凝土的制备方法，用于制备上述的高强度透水特细砂混凝土，包括以下步骤：

步骤一、准备原料；按照单方混凝土配制(kg/m³)：拌合水88～140，水泥350～442，粗骨料1450～1500，特细砂140～190，微硅粉20～28，粉煤灰60～80，外加剂3.2～4.3，增强剂2～5.5。

步骤二、将步骤一中原材料混合搅拌，即得强透水特细砂混凝土。

作为优选的技术方案，所述步骤二的具体实施步骤为：

(1)首先将50％质量的拌合水和全部质量的粗骨料混合，混料机中混料1min；

(2)将全部质量的水泥、特细砂、微硅粉、粉煤灰进行混合；

(3)将步骤(2)混合粉料质量的50％投入混料机，混料1min；

(4)将拌合水质量的30％和全部质量的外加剂混合投入混料机，搅拌1min；

(5)将步骤(2)剩余的全部粉料投入，混料2min；

(6)将拌合水质量的20％和全部质量的增强剂投入混料机，混料1min。

本发明的方法中，将各物料分步进行混合，使得物料被充分混合均匀，提高了透水特细砂混凝土的粘性和整体的均匀性。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明种使用了特细砂作为填充材料，减少水泥用量且不降低透水混凝土的性能，降低了透水混凝土的生产成本。加入特细砂减少了透水混凝土泌浆，保证透水混凝土底部不被砂浆堵塞而失去透水性，同时增加浆体对粗骨料的包裹性，使透水混凝土性能在运输过程种保持稳定，适应于长距离长时间运输。

2、本发明选择硅微粉和粉煤灰作为掺合料，少量高活性的硅微粉能够增加透水混凝土的强度和耐久性。粉煤灰取代部分水泥，改善透水混凝土的和易性，改善特细砂对透水混凝土带来的负面影响，提高透水混凝土后期抗压强度。

3、本发明制备的高强透水特细砂混凝土抗压强度可达到C40、透水系数超过1.0mm/s和砂浆粘度大于250°。施工操作简单，能够满足道路建设的需要。

4、本发明采用特细砂作为原料组分，解决了特细砂的处理和消耗问题，合理利用资源，配制的透水混凝土实用性较强，具有一定的经济效益和工程潜力，为后续高性能高强透水特细砂混凝土的制备提供有利参考。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种增粘型高强透水特细砂混凝土，其制备方法为：

步骤一、准备原料：按照单方混凝土配制(kg/m³)：拌合水88～140，水泥350～442，粗骨料1450～1500，特细砂140～190，微硅粉20～28，粉煤灰60～80，外加剂3.2～4.3，增强剂2～5.5。

步骤二、将步骤一中原材料混合搅拌，即得高强透水特细砂混凝土。具体为：

(1)首先将50％质量的拌合水和全部质量的粗骨料混合，混料机中混料1min；

(2)将全部质量的水泥、特细砂、微硅粉、粉煤灰进行混合；

(3)将步骤(2)混合粉料质量的50％投入混料机，混料1min；

(4)将拌合水质量的30％和全部质量的外加剂混合投入混料机，搅拌1min；

(5)将步骤(2)剩余的全部粉料投入，混料2min；

(6)将拌合水质量的20％和全部质量的增强剂投入混料机，混料1min。

其中，高强透水特细砂混凝土的水灰比为0.20～0.27，微硅粉与水泥的质量比为0.057～0.063，粉煤灰与水泥的质量比为0.17～0.18，特细砂与粗骨料的质量比为0.09～0.13。水泥为P.O 52.5普通硅酸盐水泥，28d胶砂抗压强度≥56MPa，标准稠度用水≤27％，初凝时间≥135min，终凝时间≤221min，比表面积≤380m²/kg；

粗骨料粒径为5～10mm连续级配的玄武岩，堆积密度等级为1370kg/m³～1380kg/m³，紧密堆积密度等级为1470kg/m³～1490kg/m³，表观密度等级为2600kg/m³～2650kg/m³，紧密堆积空隙率等级为40％～45％；

特细砂的细度模数等级为0.9～1.2，堆积密度等级为1350kg/m³～1380kg/m³，紧密堆积密度等级为1600kg/m³～1700kg/m³，表观密度等级为2400kg/m³～2500kg/m³，紧密堆积空隙率等级为26％～35％；

外加剂为SCG-sunflower 803聚羧酸系高性能减水剂，减水率为15％～20％，3小时泌水率≤5％；

微硅粉需水量比≥125％，比表面积≥15m²/g，7d快速法测试的活性指数≥105％。

粉煤灰为F类粉煤灰；

增强剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物乳胶溶液；

配制成的透水特细砂混凝土坍落度为60±20mm，砂浆粘度为250～300°，7d的平均抗压强度为30MPa，28d平均抗压强度为42MPa，透水混凝土孔隙率为12％～15％，透水系数为1.8～2.5mm/s。

实施例1

本实施例提供一种增粘型高强透水特细砂混凝土，其具体组成如表1所示。

表1：高强透水特细砂混凝土原料配比(表中乳胶指乙烯-醋酸乙烯共聚物乳胶)

实施例2

本实施例提供一种增粘型高强透水特细砂混凝土，其具体组成如表2所示。

表2：高强透水特细砂混凝土原料配比(表中乳胶指乙烯-醋酸乙烯共聚物乳胶)

实施例3

本实施例提供一种增粘型高强透水特细砂混凝土，其具体组成如表3所示。

表3：高强透水特细砂混凝土原料配比(表中乳胶指乙烯-醋酸乙烯共聚物乳胶)

在上述配比情况下，进行小批量生产，拌合后透水混凝土表面呈现金属光泽，具有一定的粘聚性，但没有成团现象，不泌水，不泌浆。制备的透水混凝土抗压强度测试参照《混凝土结构施工质量验收规范》(GB50204-2015)，检测透水混凝土28d的抗压强度、透水系数、空隙率，测试结果见表4。

表4高强透水特细砂混凝土性能指标

实施例1～3中，所配制的透水混凝土强度均高于30MPa，28d最高抗压强度为45.77MPa。透水系数满足透水需求，透水混凝土粘度均高于250°，具有良好的粘性和包裹性。而且采用了特细砂组分，解决了特细砂的处理和消耗的问题，合理利用资源，配制的透水混凝土实用性较强，拥有较高的抗压强度和透水系数，具有改善城市地下水资源，调节城市气候和城市生态环境的优点，施工操作简单，能够满足道路建设的需要，具有一定的经济效益和工程潜力，为后续高性能高强透水特细砂混凝土的制备提供有利参考。

尽管上述实施例已对本发明作出具体描述，但是对于本领域的普通技术人员来说，应该理解为可以在不脱离本发明的精神以及范围之内基于本发明公开的内容进行修改或改进，这些修改和改进都在本发明的精神以及范围之内。

Claims (9)

1.一种增粘型高强透水特细砂混凝土，其特征在于，该高强透水特细砂混凝土中的组成成分及单方用量配比kg/m³如下：

水泥350～442，所述水泥为P.O52.5普通硅酸盐水泥，28d胶砂抗压强度≥56MPa，标准稠度用水≤27％，初凝时间≥135min，终凝时间≤221min，比表面积≤380m²/kg；

拌合水88～140；

粗骨料1450～1500，所述粗骨料粒径为5～10mm连续级配的玄武岩，堆积密度等级为1370kg/m³～1380kg/m³，紧密堆积密度等级为1470kg/m³～1490kg/m³，表观密度等级为2600kg/m³～2650kg/m³，紧密堆积空隙率等级为40％～45％；

特细砂140～190，所述特细砂的细度模数等级为0.9～1.2，堆积密度等级为1350kg/m³～1380kg/m³，紧密堆积密度等级为1600kg/m³～1700kg/m³，表观密度等级为2400kg/m³～2500kg/m³，紧密堆积空隙率等级为26％～35％；

外加剂3.2～4.3，所述外加剂为聚羧酸系高性能减水剂，减水率为15％～20％，3小时泌水率≤5％；

微硅粉20～28，所述微硅粉需水量比≥125％，比表面积≥15m²/g，7d快速法测试的活性指数≥105％；

粉煤灰60～80，所述粉煤灰为F类粉煤灰；

增强剂2～5.5，所述增强剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物乳胶溶液；

配制成的透水特细砂混凝土坍落度为60±20mm，200r/min转速下粘度为250～300°，7d的平均抗压强度为30MPa，28d平均抗压强度为42MPa，透水混凝土孔隙率为12％～15％，透水系数为1.8～2.5mm/s。

2.如权利要求1所述的一种增粘型高强透水特细砂混凝土，其特征在于，所述高强透水特细砂混凝土中的组成成分及单方用量配比kg/m³如下：水泥442、拌合水132、粗骨料1500、特细砂190、外加剂4.3、微硅粉28、粉煤灰80、增强剂2。

3.如权利要求1所述的一种增粘型高强透水特细砂混凝土，其特征在于，所述高强透水特细砂混凝土的水灰比为0.20～0.27。

4.如权利要求1所述的一种增粘型高强透水特细砂混凝土，其特征在于，所述高强透水特细砂混凝土中微硅粉与水泥的质量比为0.057～0.063。

5.如权利要求1所述的一种增粘型高强透水特细砂混凝土，其特征在于，所述高强透水特细砂混凝土中粉煤灰与水泥的质量比为0.10～0.20。

6.如权利要求1所述的一种增粘型高强透水特细砂混凝土，其特征在于，所述高强透水特细砂混凝土中特细砂与粗骨料的质量比为0.09～0.20。

7.如权利要求1所述一种增粘型高强透水特细砂混凝土，其特征在于，所述高强透水特细砂混凝土使用粘度计测量粘度值为250～300°。

8.一种高强透水特细砂混凝土的制备方法，用于制备权利要求1-7任一项所述的高强透水特细砂混凝土，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、准备原料；按照单方混凝土配制(kg/m³)：拌合水88～140，水泥350～442，粗骨料1450～1500，特细砂140～190，微硅粉20～28，粉煤灰60～80，外加剂3.2～4.3，增强剂2～5.5；

步骤二、将步骤一中原材料混合搅拌，即得高强透水特细砂混凝土。

9.如权利要求8所述的一种高强透水特细砂混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤二的具体实施步骤为：

(1)首先将50％质量的拌合水和全部质量的粗骨料混合，混料机中混料1min；

(2)将全部质量的水泥、特细砂、微硅粉、粉煤灰进行混合；

(3)将步骤(2)混合粉料质量的50％投入混料机，混料1min；

(4)将拌合水质量的30％和全部质量的外加剂混合投入混料机，搅拌1min；

(5)将步骤(2)剩余的全部粉料投入，混料2min；

(6)将拌合水质量的20％和全部质量的增强剂投入混料机，混料1min。